1. 概述

• std::iota 定義在頭文件 中，C++11 起引入。

• 它用于向前迭代器區間依次填入連續遞增的數值。

• 常用于一次性將容器初始化為 0,1,2,… 或從任意起始值開始的連續整數序列。

2. 函數原型

namespace std {template< class ForwardIt, class T >void iota(ForwardIt first, ForwardIt last, T value);
}

模板參數	說明
ForwardIt	必須滿足 ForwardIterator，即支持多次遍歷的迭代器類型
T	可拷貝、可遞增（使用 ++ 運算符）的值類型

• 參數

  • first, last：給定的迭代器區間 [first, last)。

  • value：起始值，第一個位置賦 value，之后不斷 ++value。

• 返回類型

  • void，不返回任何值。

• 時間復雜度

  • 線性：執行次數等于區間長度 N = std::distance(first, last)，共做 N 次賦值操作。

3. 使用示例

示例 1：填充 vector

#include <iostream>
#include <vector>
#include <numeric>   // for std::iotaint main() {int N = 10;std::vector<int> v(N);std::iota(v.begin(), v.end(), 0);  // v = {0,1,2,...,9}for (int x : v) std::cout << x << ' ';// 輸出：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
}

示例 2：從非零起始值開始

#include <deque>
#include <numeric>std::deque<long> dq(5);
std::iota(dq.begin(), dq.end(), 100L);  
// dq = {100,101,102,103,104}

4. 應用場景

• 容器初始化
  快速生成固定模式的數據：索引序列、ID 列表、測試用例等。

• 排列生成
  先 iota 填充再對區間 shuffle，可快速生成隨機排列。

• 與算法結合
  與 std::sort、std::unique 等配合，用于排序檢測、差分計算等場景。

5. 注意事項

• 溢出風險
  如果 T 是整型且區間過長，連續遞增可能導致溢出。建議保證 value + (last-first -1) 在類型范圍內。

• 迭代器要求
  必須至少滿足 ForwardIterator：隨機訪問迭代器、單向鏈表迭代器等都可以。

• 類型轉換
  如果 T 與容器元素類型不一致，會發生隱式轉換；最好保持一致或顯式轉換以避免警告。

• C++20 Ranges
  C++20 引入了 std::views::iota，可生成惰性（lazy）序列視圖：

  #include <ranges>
  auto view = std::views::iota(5, 10);  // 表示 5,6,7,8,9
  

6. 與其它算法比較

算法	優勢	劣勢
std::iota	專門生成遞增序列、語義直觀	只能遞增 ++，不支持其它模式
std::generate	可自定義生成邏輯（函數/lambda）	代碼相對冗長
std::generate_n	同上，可限制生成次數	同上

小結

• std::iota 是填充遞增序列的專用工具，使用簡單、效率高。

• 在需要連續整數、索引填充、快速生成排列等場景時，它是首選。

• 僅需包含 ，并保證區間非空且值類型無溢出即可。